Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.3
no.3
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pp.194-197
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2002
Ion exchange is a chemical reaction between the ions in solution phase and ions in solid phase and is widely used in softening, demineralization, removal and collection of specific ions, and ion migration in the ground water. The ion selectivity depends on the charge and the hydrated radius of ion. The objective of this study was to examine the applicability of anion selectivity obtained from the ion exchange equilibrium OH/sup -/ < F/sup -/ < HCO/sup -/ < Cl/sup -/ < Br/sup -/ ≤ NO₃/sup -/ < SO₄/sup 2-/ to the column ion exchange. The column ion exchange was facilitated in the lower charge of counter-ion in the background electrolyte.
Silver particles were synthesized by chemical reduction with ionic liquids. Structure of silver particles were significantly affected by the cation parts of the ionic liquids. With increasing the length of the cation part, the smaller silver particles were formed regardless of the anion type. This is mainly attributed to the different stability of the ionic liquid structure formed by physical bond between cation parts. Among seven ionic liquids, [Omim][$PF_6$] was the most effective for synthesizing silver particles.
Transport mechanisms of nickel ion through a continuous electrodeionization (CEDI) were investigated in terms of electric properties of ion exchange textile (IET). The porous plug model and extended Nernst-Plank (N-P) equation were applied for the description of transport mechanism of nickel ion. The model revealed that the CEDI performance was mainly due to the induced current not accelerated mobility by IET. This study also suggested that optimal operating conditions are attained with minimized electroregeneration region.
We investigated the mobilization of Cd, Pb, and Cr in two different soils in response to sorption capacities and competition for available sorption site while they moved under saturated water conditions. Two soil samples that were clay and sandy clay loam were collected within 20 cm from the upland surface. To do this, we used three different systems of heavy metal combinations such as single, binary, and ternary as solution phase. And then we observed the breakthrough curve (BTC) and elution as a function of pore volume by applying heavy metal solution and displacing K solution until these curves reached to maximum and minimum. The results showed that BTC and elution curves were not symmetric and it required more pore volumes with increasing species of heavy metals in solution phase, as well as longer tailings. Compared the areas over and under BTC and elution curve, relatively small amount of heavy metal was displaced by K even though there were differences in electronegativity among heavy metals. Conclusively, we assumed that heavy metals transport in soil could be influenced by soil physical nonequilibrium and chemical equilibrium in solution as far as there were more than two species of heavy metals existed.
Ti-SBA-15 catalysts doped with lanthanide ions (Ln/Ti-SBA-15) were successfully synthesized using conventional hydrothermal method. In addition, they were characterized by XRD, FT-IR, DRS, BET, and PL. The activity of these materials on the photocatalytic decomposition of methylene blue under ultraviolet light irradiation was also examined. Ti-SBA-15 catalysts doped with various lanthanide ions maintained their mesoporous structure. The pore size and pore volume of Ln/Ti-SBA-15 materials decreased but their surface area increased upon the doping of lanthanide ion. Ln/Ti-SBA-15 materials exhibited the type IV nitrogen isotherm with desorption hysteresis loop type H2, which was characteristic of mesoporous materials. The size of hysteresis increased in the doping of lanthanide ions on Ti-SBA-15 material. There was no absorption in the visible region (> 400 nm) regardless of the doping of lanthanide ions to TiO2 particles, while the broad bands at 220 nm appeared at the Ln/Ti-SBA-15 samples, indicating the framework incorporation of titanium into SBA-15. 1 mol% Pr/ Ti-SBA-15 catalysts showed the highest photocatalytic activity on the decomposition of methylene blue but the Ti-SBA-15 catalysts doped with Eu, Er, and Nd ions showed lower activity compared to pure Ti-SBA-15 catalyst. The PL peaks appeared at about 410 nm at all catalysts while the excitonic PL signal was proportional to the photocatalytic activity for the decomposition of methylene blue.
The adsorption and separation behaviors of alkali, alkaline earth and transition metal ions using a poly-dibenzo-18-crown-6 were investigated in aqueous solution. The adsorption degree(E) and distribution ratio(D) of alkali, alkaline earth metal ions were Li(I)$t_R$) of metal ions were affected by the adsorption degree(E) and distribution ratio(D). This results showed good separation efficiency of K(I), Sr(II), Ag(I) and Pb(II) from the mixed metal solution.
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2018.05a
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pp.266-270
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2018
원자력 방사능 폐기물 또는 원자력 발전소 해체시 발생 가능한 세슘 이온은 인체뿐만 아니라 생태계 환경에도 큰 악영향을 미친다고 알려져 있다. 이러한 세슘 이온은 자연 속으로 손쉽게 스며들어 발생한 지역뿐만 아니라 쉽게 퍼지게 되어 넓은 지역까지 피해를 주게 되며, 반감기가 30년으로써 한번 자연계에 누출되면 장시간 잔존하여 인간 및 생태계에 악영향을 미치게 된다. 세슘이온이 몸속에 들어오게 되면 장에서 몸으로 100% 흡수되며 내장에 축척되어 연조직 전체에 분포하게 되며 갑상선 암과 같은 심각한 위험에 초래하게 된다. 2011년 발생한 후쿠시마 원전 사고 이후 국내에서도 많은 관심을 가지기 시작하였으며, 따라서 수중의 세슘이온을 제거하기 위하여 나노 입자 형태의 기능성을 가진 물질들을 적용한 많은 연구가 이루어지고 있다. 이러한 나노물질들은 수중의 세슘이온 제거에 대하여 우수한 제거효율을 보여주고 있으나 나노 입자 특성상 사용 이후 회수가 어려워 기능성 물질들의 확산 및 축적에 따른 2차 환경오염의 문제점까지 발생하게 된다. 최근 수처리 분야에서 외부 자기장을 주게 되면 자성을 띄게 되는 물질인 자성체에 대한 관심이 급등하고 있다. 이러한 자성체들은 수중에서 별도의 회수 시스템 없이 자성으로 인하여 완벽히 자기분리 된다. 세슘제거에 탁월한 기능성 물질과 완벽한 자기분리가 가능한 자성체를 결합하여 특별한 회수장치 없이 외부 자기장만 주어진다면 수중의 세슘을 효과적으로 제거 또는 처리할 수 있다. 자성체 입자 표면에 흡착제인 프러시안 블루나 제올라이트와 같은 흡착제를 합성하여 수중의 세슘을 제거하는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그러나 기존의 자성체보다 좀 더 높은 자성을 가지고 있으며 외부 자기장에 의해 강하게 반응을 한다고 알려져 있는 강자성체(Ferromagnetic)를 사용하게 된다면 흡착제와 결합 이후 더욱더 강한 자성을 가진 흡착제가 탄생하며 이를 사용하면 높은 처리율뿐만 아니라 높은 슬러지 회수율을 가질 수 있다. 따라서 본 연구는 흡착제나 이온교환수지와 같은 기능성 물질을 사용하여 수중의 세슘을 제거하는 메커니즘과 강자성체가 가지고 있는 강한 자성의 성질을 결합한 복합체 제조에 대한 연구조사를 중점적으로 실시하였다. 본 연구에 의해 연구 조사된 결과를 바탕으로 수중의 세슘 이온에 대하여 높은 제거효율과 회수율을 가지는 새로운 형태의 복합체 제조에 관한 정보를 제공하고자 한다.
Ion exchange resins have been synthesized from chloromethylated styrene-1,4-divinylbenzene (DVB) with 1%, 2%, 5% and 15%-crosslinkage and macrocyclic ligand of $OenNdien-H_4$ by copolymerization. The adsorption characteristics of uranium (${UO_2}^{2+}$), potassium ($K^+$) and neodymium ($Nd^{3+}$) metallic ions have been investigated. The synthesis of these resins was confirmed by content of chlorine, element analysis, and IR-spectrum. The effects of pH, time, and crosslinkage on adsorption of metallic ions were also studied. The uranium ion showed the fast adsorption on the resins above pH 3. The optimum equilibrium time for the adsorption of metallic ions was about two hours. The adsorption selectivity determined in methanol solution was in increasing order uranium (${UO_2}^{2+}$) > potassium ($K^+$) > neodymium ($Nd^{3+}$) ion. Moreover, the adsorption was increased with the crosslinkage concentration in order of 1%, 2%, 5% and 15%-crosslinkage resin.
Kim, Yeong-Seop;Lee, Jun-Hyeong;Kim, Jeong-Ju;Lee, Hui-Yeong;Jo, Sang-Hui
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2003.08a
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pp.39-39
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2003
텅스텐브론즈 세라믹스의 결정구조는 산소 팔면체를 뼈대로 각각 다른 형태의 A, C, B 양이온 자리로 이루어져 있다. A, C의 양이온 자리는 알카리 이온 또는 알카리 토금속 이온으로 채워지며, B 자리는 Nb 또는 Ta 이온으로 채워지게 된다. 이 중 A와 C 자리가 채워지는 정도로 unfilled, filled, completely filled 텅스텐브론즈로 나누어지게 된다. completely filled 텅스텐브론즈의 대표적인 물질인 $K_3Li_2Nb_5O_{15}$(KLN)는 전광특성, 비선형 광학특성으로 인하여 다양한 광소자로의 응용과 압전 특성, 초전 특성을 이용한 압전 소자로의 응용이 가능한 재료로 보고되고 있다. 하지만 이러한 꽉 찬 결정구조로 인하여 KLN의 경우 한정된 고용영역을 가지고 있어 물리적 성질의 변화가 제한되어 있는데, 이를 극복하기 위한 여러 가지 시도가 있었다. 이 중 A 자리와 C 자리를 치환하는 연구는 많이 알려져 있으나 치환시 빈 자리를 수반하는 경우가 대부분이다. 반면, B 자리를 치환하는 연구는 Nb를 Ta로 치환하는 경우가 알려져 있는데 이 경우 결정내에 빈자리가 생성되지 않는다. 이들 연구는 모두 단결정의 경우에 국한되어 있으며 단결정 제조시에는 조성을 정확히 조정하기 어렵고, 냉각시 crack이 발생하는 등의 문제를 가지고 있어 그 응용이 제한되고 있다. 따라서 본 연구에서는 KLN 다결정 세라믹스에서 Nb를 Ta으로 치환하여 치환에 따른 상변화와 치밀화 거동, 그리고 이에 따른 전기적 특성을 조사하여 이들 간의 상관관계를 조사하였다.
Zeolite X adsorbents with large surface area were prepared for using oxygen PSA adsorbent. Selective adsorption performance of nitrogen on the synthesized zeolite X adsorbent was improved by the cation exchange of adsorbent. The zeolite X which had over $650m^2/g$ surface area was synthesized at the conditions of $SiO_2\;:\;Na_2O\;:\;H_2O\;:\;Al_2O_3$ = 2.5 : 3.5 : 150 : 1 mole ratio, $98^{\circ}C$ temperature and 18 h synthesized time in 50 L reactor. The metal ions Li, Ag, Ca, Br, Sr, etc. were investigated for ion exchange with zeolite X. Ag ion was showed the highest ion exchange rate among these metal ions and all metal ions were exchanged with Na ion at equivalent rate. Compared with the NaX adsorbent, the ion exchanged zeolite X adsorbent remarkably improved its adsorption performance of nitrogen at the conditions of $10{\sim}40^{\circ}C$ temperature and 0~9 atm pressure. At an equilibrium pressure under 0.5 atm, adsorption performance of nitrogen on the ion exchanged zeolite adsorbent increased in the order of Ag > Li > Ca > Sr> Ba > K, whereas at an equilibrium pressure over 1 atm showed in the order of Li > Ag > Ca > Sr > Ba > K. Nitrogen/oxygen separation factor of Li ion exchanged zeolite X adsorbent was 13.023 at the partial pressure of nitrogen/oxygen gas mixture similar to air and $20^{\circ}C$ adsorption temperature.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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